CN106950801A - 一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法 - Google Patents

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杨宇航
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Abstract

本发明提供一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法，通过控制机台沿着待曝光衬底的边缘圆周方向运动，使得机台同时沿X、Y方向运动，并且只使得待曝光衬底的边缘得到曝光；本发明与整个衬底扫描式曝光相比，减少了机台的运动距离，提高了DMD系统的利用率，进而使设备产能得到提高。

Description

一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法
技术领域
本发明涉及激光直写光刻设备技术领域，具体是一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法。
背景技术
在激光直写光刻设备中，采用激光光束经透镜聚焦在光刻胶上，实现对光刻胶的选择曝光。曝光过程中，计算机控制曝光强度，并进行自动对焦。一般情况下，将待曝光衬底放置到机台上，曝光过程为机台沿X轴方向匀速运动，曝光一路结束后，沿Y轴方向步进一次，再沿X轴方向进行下一路的曝光，以此类推，直至完成整个衬底的曝光。在一些情况下需要对衬底的边缘进行曝光，上述曝光方式用于边缘曝光时，由于整个衬底都会被扫描一遍，曝光效率低下，降低了设备产能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法，以提高圆形衬底的边缘曝光效率。
本发明的技术方案为：
一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法，包括以下步骤：
（1）将待曝光衬底置于机台上，所述待曝光衬底为圆形衬底，所述机台为二维精密运动机台；
（2）计算机识别输入的边缘曝光图形并将其分解为DMD投影图；
（3）计算机确定待曝光衬底实现边缘曝光所需的最少的DMD投影图和各DMD投影图在机台上对应的位置坐标；
（4）计算机控制机台沿着待曝光衬底的边缘圆周方向运动，同时控制DMD系统输出对应的DMD投影图实现待曝光衬底的边缘曝光。
所述的无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法，所述步骤（4）中，计算机控制机台以恒定的速度大小沿着待曝光衬底的边缘圆周方向运动。
本发明的有益效果为：
由上述技术方案可知，本发明通过控制机台沿着待曝光衬底的边缘圆周方向运动，使得机台同时沿X、Y方向运动，并且只使得待曝光衬底的边缘得到曝光；本发明与整个衬底扫描式曝光相比，减少了机台的运动距离，提高了DMD系统的利用率，进而使设备产能得到提高。
附图说明
图1是本发明的曝光系统结构图；
图2是本发明的边缘曝光示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
如图1所示，无掩膜激光直写光刻设备中，曝光光源1发出的光经过镜头调整后入射到DMD系统2，光线经DMD系统2反射进入位于机台3上的待曝光衬底4。曝光光源1为405nm的激光器，DMD系统2控制每个像素的开关以得到想要的曝光图形，机台3可在XY方向自由运动，通过机台3与DMD系统2的配合可以在待曝光衬底4上得到任意想要的曝光图形。
一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法，包括以下步骤：
S1、将圆形的待曝光衬底4置于机台3上。
S2、将曝光模式设定为边缘曝光模式，然后将要曝光的GDS图形传递给计算机中的分图处理器，分图处理器按照边缘曝光模式将要曝光的GDS图转换为DMD投影图5，如图2所示，DMD投影图5深色区域为亮态，其余为暗态。
S3、计算机确定待曝光衬底4实现边缘曝光所需的最少的DMD投影图5和各DMD投影图5在机台3上对应的位置坐标。
S4、计算机中的控制器控制机台3到达曝光的原点，待曝光开始后，按照图2中的圆周方向6控制机台3运动，使机台3在X、Y方向同时分别移动ΔX、ΔY，同时控制DMD系统2输出对应的DMD投影图5，以此类推，持续以恒定的速度大小控制机台3沿着待曝光衬底4的边缘7旋转曝光。
本发明的特点在于只对待曝光衬底4的边缘7进行曝光，曝光顺序为沿着待曝光衬底4的边缘7圆周方向运动并使用DMD投影图5曝光，与背景技术中所述曝光方式相比，机台3的运动距离减少，并且提高了DMD系统2的利用率，使设备的产能提高。
对于12寸衬底，曝光能量需求为6500mJ/cm2，机台3运行轨迹如图2中的圆周方向6所示，运行速度为25mm/s，当DMD投影图5为全白图时，假设曝光光源1功率为10W，以40%的能量利用率，可以计算得到DMD投影图5的能量密度为227.5W/cm2。
每个DMD投影图5的曝光时间为0.0285s，整个圆环曝光时间为37.75s。可以计算理论上最大产能为95片/时，要远大于传统曝光方式下的产能。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将待曝光衬底置于机台上，所述待曝光衬底为圆形衬底，所述机台为二维精密运动机台；
（2）计算机识别输入的边缘曝光图形并将其分解为DMD投影图；
（3）计算机确定待曝光衬底实现边缘曝光所需的最少的DMD投影图和各DMD投影图在机台上对应的位置坐标；
（4）计算机控制机台沿着待曝光衬底的边缘圆周方向运动，同时控制DMD系统输出对应的DMD投影图实现待曝光衬底的边缘曝光。
2.根据权利要求1所述的无掩膜激光直写光刻设备的快速边缘曝光方法，其特征在于：所述步骤（4）中，计算机控制机台以恒定的速度大小沿着待曝光衬底的边缘圆周方向运动。
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